Przemysł tworzyw sztucznych jest drugim co do wielkości konsumentem dwutlenku tytanu, odpowiadającym za około 18% światowego popytu; w ostatnich latach był to najszybciej rozwijający się sektor zastosowań dwutlenku tytanu, ze średnią roczną stopą wzrostu wynoszącą 6%. Spośród ponad 500 gatunków dwutlenku tytanu dostępnych na całym świecie ponad 50 jest specjalnie zaprojektowanych do tworzyw sztucznych.
Profile PCV – główna gałąź przemysłu tworzyw sztucznych i kluczowy obszar zastosowań dwutlenku tytanu – odnotowały w Chinach gwałtowny wzrost w ciągu ostatniej dekady, średnio o 10% rocznie.
W 2008 roku produkcja profili krajowych wyniosła 3,8 mln ton, przy zużyciu około 135 000 ton dwutlenku tytanu klasy rutylowej. Biorąc pod uwagę 10% roczną stopę wzrostu, zapotrzebowanie branży na dwutlenek tytanu wzrosło do około 150 000 ton w 2009 r. i osiągnęło 165 000 ton w 2010 r.
Dodawanie dwutlenku tytanu do tworzyw sztucznych zwiększa odporność produktów z tworzyw sztucznych na ciepło, światło i warunki atmosferyczne, poprawia ich właściwości fizykochemiczne, zwiększa wytrzymałość mechaniczną i wydłuża ich żywotność.
Co więcej, wraz ze wzrostem świadomości społecznej w zakresie ochrony środowiska i oszczędzania energii, trend zastępowania stali tworzywami sztucznymi przyspiesza, a produkty z tworzyw sztucznych odgrywają coraz większą rolę w naszym codziennym życiu.
Dwutlenek tytanu spełnia w przemyśle tworzyw sztucznych dwie podstawowe funkcje: po pierwsze, działa jako biały pigment zapewniający nieprzezroczystość (białe zabarwienie); po drugie, służy jako środek blokujący promieniowanie UV, chroniący przed promieniowaniem ultrafioletowym i zapewniający doskonałą odporność na warunki atmosferyczne produktom z tworzyw sztucznych przeznaczonych do użytku na zewnątrz.
Dwutlenek tytanu stosowany do produkcji tworzyw sztucznych ogólnego przeznaczenia nie wymaga odporności na warunki atmosferyczne; zamiast tego nacisk kładzie się na charakterystykę działania pigmentu.
W przypadku dwutlenku tytanu do tworzyw sztucznych wymagania obejmują drobny rozmiar cząstek i dobrą zdolność do dyspergowania, a także doskonałą stabilność cieplną i świetlną — zapewniającą brak odbarwień podczas ogrzewania podczas formowania tworzyw sztucznych lub podczas późniejszej ekspozycji produktu na światło słoneczne i podczas użytkowania.
Większość gatunków dwutlenku tytanu do tworzyw sztucznych ma mniejsze cząstki; podczas gdy dwutlenek tytanu do powłok ma zazwyczaj wielkość cząstek 0,2–0,4 μm, gatunek w przypadku tworzyw sztucznych waha się od 0,15 do 0,3 μm. Ten mniejszy rozmiar daje niebieski odcień, który pomaga maskować zażółcenie żywic, które są naturalnie żółtawe lub podatne na żółknięcie. Ponadto zastąpienie litoponu dwutlenkiem tytanu może zmniejszyć zużycie białego pigmentu o 50% do 70%.
Porównanie dwutlenku tytanu wytwarzanego w dwóch procesach do zastosowań z tworzywami sztucznymi
Rozumie się, że dwutlenek tytanu stosowany obecnie w domowych produktach z tworzyw sztucznych – zwłaszcza tych z najwyższej półki – to głównie materiał importowany, wytwarzany w procesie chlorkowym. Dwutlenek tytanu wytwarzany metodą chlorkową przewyższa dwutlenek tytanu wytwarzany metodą siarczanową nie tylko pod względem właściwości powierzchniowych, takich jak białość, ale także pod względem siły krycia, dyspergowalności i przetwarzalności; oferuje niezrównane korzyści, zwłaszcza w przypadku zewnętrznych profili z tworzywa sztucznego UPVC, wymagających produktów klasy rutylowej wytwarzanych w procesie chlorkowym.
Jednakże ze względu na specyficzne właściwości wyrobów z tworzyw sztucznych wybór dwutlenku tytanu wiąże się z innymi kwestiami niż w przypadku powłok, tuszy czy farb. W decyzjach należy kierować się przede wszystkim wymaganiami technicznymi samych produktów z tworzyw sztucznych; na przykład w przypadku specjalistycznych produktów wykonanych z tworzyw sztucznych należy starannie wybrać wariant dwutlenku tytanu dostosowany do konkretnego zastosowania, aby uniknąć pogorszenia wydajności produktu.